Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
3.FUNKCJECIĄGŁE,HOMEOMORFIZMY
Ztwierdzenia1.3.1(3)wynikawięckolejnylemat.
37
Lemat1.3.15.Funkcjaf:XæYjestci!gławtedyitylkowtedy,gdydla
każdegoxEXistniejetakieotoczenieUx,żefunkcjafrUxjestci!gła.
Obrazzbioruotwartegoprzezfunkcjęciągłąniemusibyćzbioremotwar-
tym.Wanaliziematematycznejmamytegoliczneprzykłady.Stądwynika
potrzebawprowadzeniakolejnejdefinicji.
Definicja1.3.16(funkcjaotwarta).Funkcjaf:XæYjestotwarta,
gdyjestci!głaidlakażdegozbioruotwartegoUXzbiórf[U]jestotwarty
wY.Funkcjęotwart!nazywamyteżodwzorowaniemotwartym.
Jeślifunkcjaf:XæYjestotwarta,todlakażdegoAYmamy
f
11[clA]=clf11[A].
(1.20)
Faktycznie,jeślix/
Eclf11[A],toistniejetakieotoczenieUpunktux,że
Uf11[A]=ÿ.Wówczasf[U]A=ÿ,awięcf(x)/
EclA,bof[U]jest
zbioremotwartymzawierającymf(x),azatemx/
Ef11[clA].Todowodzi,że
f11[clA]clf11[A].Inkluzjaodwrotnawynikaztwierdzenia1.3.2(5).
Otwartośćfunkcjizależyteżodprzeciwdziedziny.Naprzykładfunkcjasi-
nustraktowanajakofunkcjazRwRniejestotwarta,boobrazprzedziału
(0j)niejestotwartywR.JestzaśotwartajakofunkcjazRw[1j1].Po-
dobnie,obcięciefunkcjiotwartejdodowolnegopodzbiorudziedzinyniemusi
byćfunkcjąotwartą.Mamyjednaknastępującylemat.
Lemat1.3.17.Jeślifunkcjaf:XæYjestotwarta,todladowolnego
zbioruZYfunkcjafrf11[Z]:f11[Z]æZtakżejestotwarta.
Dowód.Załóżmy,żefunkcjafjestotwarta,azbiórUf11[Z]jest
otwartywf11[Z].IstniejetakizbiórotwartyVX,żeU=Vf11[Z],
azbiór(frf11[Z])[U]=f[Vf11[Z]]=f[V]ZjestotwartywZ.
Szczególnymprzypadkiemfunkcjiciągłejjesthomeomorfizm.Porazpierw-
szyzdefiniowałgoFréchet[168]w1910r.
Definicja1.3.18(homeomorfizm).JeśliXiYs!przestrzeniamitopo-
logicznymi,tobijekcjęf:XæYnazywamyhomeomorfizmemprzestrzeni
XnaprzestrzeńY,gdyzarównof,jakif11s!funkcjamici!głymi.Mówimy
wówczas,żeprzestrzenieXiYs!homeomorficzne.
Jeślifunkcjaf:XæYjestbijekcją,tojesthomeomorfizmemwtedy
itylkowtedy,gdyjestfunkcjąotwartą.Wynikatostąd,żefunkcjeotwarte
zgodniezdefinicjąciągłe,adlabijekcjifprzeciwobrazpoprzezfunkcję
f11jesttymsamym,coobrazpoprzezfunkcjęf.Zlematu1.3.13wynika,że
złożeniehomeomorfizmówjesthomeomorfizmem.Funkcjaodwrotnadoho-
meomorfizmutakżejesthomeomorfizmem.Każdabijekcjamiędzyzbiorami
ztopologiądyskretnąjesthomeomorfizmem.Stądwynika,żewsensietopolo-
gicznymdlakażdejliczbykardynalnejRÊistniejejednoznacznieokreślona